Способ добычи углеводородов из обводняющегося пласта

Способ добычи углеводородов из обводняющегося пласта

Реферат

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам повышения эффективности работы скважин на месторождениях углеводородов, эксплуатация которых осложнена поступлением в залежи воды.

Известно техническое решение по ав. св. СССР SU №1833461, согласно которому из скважины осуществляют отбор воды из водонасыщенного интервала пласта до падения давления в нем ниже давления газа в газонасыщенном интервале пласта, которое контролируют установленным соотношением объемов газ/жидкость в отбираемой из скважины продукции. При отборе воды в призабойной зоне скважины создается депрессионная воронка с минимальными значениями давления у ствола скважины, что способствует продвижению газа в водонасыщенную часть, вследствие чего фазовая проницаемость по газу увеличивается, а по воде уменьшается. После достижения значений отношений объемов газовой среды к жидкой Г:Ж=(70…80): (20…30) производят глушение скважины и изоляцию перфорированного участка обсадной колонны установкой цементного моста, производят перфорацию на участке газонасыщенного интервала пласта и вызывают приток газа. Данное решение обеспечивает исключение преждевременного обводнения скважин, повышение газоотдачи, сокращение затрат на освоение скважин и проведение изоляции пластовых подошвенных вод.

Недостатком данного технического решения является то, что после глушения скважины и изоляции перфорированного участка обсадной колонны образовавшаяся в приствольном объеме пласта повышенная насыщенность породы газом при наличии вертикальной гидродинамической связи в пласте постепенно расформировывается. Газ из образовавшегося в нижней части пласта «обратного конуса» вытесняется вверх поступающей снизу водой, которая продвигается выше и начинает блокировать газонасыщенный интервал в верхней части пласта. Проведение повторной обработки скважины по данной технологии сопряжено либо с необходимостью разбуривания установленного ранее цементного моста, либо с установкой выше нового цементного моста и потерей части работающего газонасыщенного интервала. Кроме того, операции по глушению скважины и установке цементного моста могут сопровождаться снижением продуктивности скважины.

Известна технология добычи углеводородов, при которой в скважину вводится газожидкостная смесь или пена, приготавливаемая на устье скважины при помощи эжектора (Наников Б.А. и др. «Повышение эффективности эксплуатации обводняющихся газовых скважин». Обзорная информация. Серия: Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений, выпуск 13, ВНИИЭгазпром, 1987 г., стр.13-14). Согласно данной технологии, принятой в качестве прототипа, жидкостно-газовая смесь или пена закачивается для периодического удаления столбов воды из скважины, а также может быть закачана в призабойную зону пласта с целью оттеснения воды от забоя скважины. Для этого к устью скважины - колонне лифтовых труб и/или к затрубному пространству скважины - присоединяют выкид жидкостно-газового или газожидкостного эжектора, камеру низкого давления которого сообщают либо с компрессором, либо с газопроводом от внешнего источника газа.

Недостатком анализируемой технологии является то, что нагнетаемая в пласт жидкостно-газовая смесь поступает одновременно и в обводнившийся и в нефтенасыщенный/газонасыщенный интервалы, что может отрицательно повлиять на приток углеводородов из пласта после освоения скважины из-за неполной очистки призабойной зоны от закачанных смесей. Кроме того, не предусмотрен ввод в жидкостно-газовую смесь перед ее закачкой в скважину эмульгаторов-гидрофобизаторов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы скважин на месторождениях углеводородов, эксплуатация которых осложнена поступлением в залежи воды.

Данный технический результат достигается решением технической задачи, направленной на продление периода работы скважин после их обработок, а также возможность проведения повторных обработок обводнившегося интервала без глушения всего вскрытого продуктивного пласта и вызванного этим снижения продуктивности скважин.

Техническая задача решается за счет того, что в способе добычи углеводородов из обводняющегося пласта, включающем использование скважины и спущенной в нее колонны лифтовых труб, закачку в продуктивный пласт жидкостной или жидкостно-газовой смеси, приготовленной с применением смесительного устройства, выкид которого сообщен с колонной лифтовых труб, а камеры низкого и высокого давления - с источниками газа и/или жидкости, закачку жидкостной или жидкостно-газовой смеси осуществляют в обводнившийся интервал продуктивного пласта периодически, после появления в добываемой из скважины продукции предельного содержания воды, причем на забое скважины в кольцевом пространстве между лифтовыми трубами и обсадной колонной в интервале и выше обводнившейся части продуктивного пласта устанавливают не менее двух пакеров, кольцевое пространство в интервале установки пакеров заполняют структурированной - неньютоновской - жидкостью, в колонне лифтовых труб устанавливают два циркуляционных клапана: один - в интервале обводняющегося пласта, а второй - выше верхнего пакера: перед закачкой в обводнившийся интервал продуктивного пласта жидкостной или жидкостно-газовой смеси из этого интервала осуществляют отбор продукции до появления в ее составе углеводородов, отбор продукции из обводнившегося интервала перед закачкой в скважину жидкостной или жидкостно-газовой смеси осуществляют при максимально допустимом понижении давления в призабойной зоне пласта до стабилизации соотношения объемов отбираемых углеводородов и воды: в закачиваемую в обводнившийся интервал жидкостную или жидкостно-газовую смесь вводят эмульгатор, обеспечивающий ее дополнительную гидрофобизацию и придание неньютоновских свойств; при водоизоляционных работах в газовых скважинах перед отбором продукции из обводнившегося интервала производят закачку в газонасыщенный интервал порции жидких углеводородов.

Сущность предлагаемого способа добычи углеводородов заключается в том, что закачку жидкостной или жидкостно-газовой смеси осуществляют в обводнившийся интервал продуктивного пласта периодически, после появления в добываемой из скважины продукции предельного содержания воды, причем на забое скважины в кольцевом пространстве между лифтовыми трубами и обсадной колонной в интервале выше и в пределах обводнившейся части продуктивного пласта устанавливают не менее двух пакеров, кольцевое пространство в интервале установки пакеров заполняют неньютоновской жидкостью, в колонне лифтовых труб устанавливают два циркуляционных клапана: один - в интервале обводнившегося пласта, а второй - выше верхнего пакера; перед закачкой в обводнившийся интервал продуктивного пласта жидкостной или жидкостно-газовой смеси из этого интервала осуществляют отбор продукции до появления в ее составе углеводородов, а при необходимости отбор продукции из обводнившегося интервала осуществляют при максимально допустимом понижении давления в призабойной зоне пласта до стабилизации соотношения объемов отбираемых углеводородов и воды; в закачиваемую в обводнившийся интервал жидкостную или жидкостно-газовую смесь вводят эмульгатор, способствующий ее гидрофобизации; при водоизоляционных работах в газовых скважинах перед отбором продукции из водонасыщенного интервала производят закачку в газонасыщенный интервал порции жидких углеводородов.

Предлагаемое техническое решение основано на проведении периодических закачек в обводнившийся интервал добывающей скважины гидрофобной жидкостной или жидкостно-газовой смеси.

Существенным отличием данной технологии является то, что она позволяет осуществлять периодически повторные обработки заданного интервала обводнившегося пласта без глушения интервала, из которого поступает в скважину углеводородная продукция; породу в объеме, примыкающем к стволу скважины в интервале обводнившегося пласта, можно периодически гидрофобизировать, насыщать жидкостной или жидкостно-газовой смесью, при этом в обводнившейся части призабойной зоны пласта снижается фазовая проницаемость породы по воде и одновременно увеличивается вязкость находящейся там среды. Вследствие этого существенно затрудняется проникновение воды в насыщенную углеводородами часть призабойной зоны пласта.

Способ иллюстрируется чертежом. В выбранной для обработки скважине 1, эксплуатирующей продуктивный пласт, верхняя часть которого 2 насыщена углеводородами - нефтью или газом, а нижняя 3 обводнена, выполняют спуск колонны лифтовых труб 4 с двумя пакерами - верхним 5, который устанавливают выше текущего ВНК (или ГВК), и нижним 6, который устанавливают в пределах обводненного интервала 3, кольцевое пространство в интервале между пакерами 5 и 6 заполняют высоковязкой или вязкопластичной жидкостью 7; устанавливают на колонне лифтовых труб два управляемых с устья циркуляционных клапана: верхний 8 размещают выше верхнего пакера 5 и нижний 9 размещают ниже нижнего пакера 6; устанавливают на устье скважины 1 смесительное устройство 10 для получения гидрофобной, мелкодисперсной жидкостной или жидкостно-газовой смеси, выкид из которого с помощью труб и запорно-регулирующих устройств 11, 12 подключают к колонне лифтовых труб 4, камеру низкого давления с помощью труб и запорно-регулирующих устройств 13, 14 - с источниками газа или жидкости низкого давления, а камеру высокого давления с помощью труб и запорно-регулирующего устройства 15 - с источником газа или жидкости высокого давления. Устанавливают приборы для замера и регистрации давления и расхода жидкости и газа на входе и выходе смесительного устройства 10 - на чертеже не показано.

После установки оборудования и приборов, при открытом циркуляционном клапане 9 и закрытом циркуляционном клапане 8, а также открытых запорно-регулирующих устройствах 11, 12, 15, 13 и/или 14 и закрытом 16, подают рабочие среды, а также эмульгатор-гидрофобизатор для приготовления гидрофобной смеси: жидкость, газ/жидкость на смесительное устройство 10, регулируют в заданных пределах соотношение расходов рабочих жидкостей, а также давление на устье скважины в колонне лифтовых труб таким образом, чтобы давление на забое скважины в интервале обводнившейся части продуктивного пласта было выше пластового давления на величину, обеспечивающую поступление в пласт закачиваемой гидрофобной смеси с заданными свойствами при заданном расходе. Давление на забое скважины замеряют глубинным манометром. После закачки в обводнившуюся часть призабойной зоны расчетного объема гидрофобной жидкостной или жидкостно-газовой смеси и выдержки скважины для стабилизации образовавшейся в породе гидрофобной системы закрывают запорно-регулирующие устройства 15, 12, 13 и/или 14 и циркуляционный клапан 9, открывают запорно-регулирующее устройство 16 и циркуляционный клапан 8. Производят плавный пуск скважины в работу, при необходимости, закачивают в затрубное пространство газ, пену или нефть.

В результате образования в обводнившейся части призабойной зоны пласта гидрофобной системы, снижения водонасыщенности за счет оттеснения воды из пустот породы при одновременном увеличении вязкости среды, насыщающей этот объем по сравнению с вязкостью находившейся там воды, значительно снижается подвижность среды, а в некоторых случаях, когда полученная смесь приобретает вязко-пластичные свойства, ее движение будет начинаться только после достижения предельных градиентов давления. За счет этого в прискважинную зону, насыщенную углеводородами, на длительный период прекращается или существенно затрудняется поступление воды из обводнившегося интервала продуктивного пласта. При необходимости повторные обработки легко могут быть реализованы, используя установленное в скважине забойное оборудование.

Для повышения эффективности и сокращения затрат гидрофобной смеси и энергии на ее приготовление, а также закачку перед подачей смеси в обводнившуюся часть призабойной зоны пласта скважину пускают в работу из обводнившейся части пласта при открытых запорно-регулирующих устройствах 11, 16 и циркуляционном клапане 9 и закрытых запорно-регулирующих устройствах 12, 15, 13 и/или 14. В этом случае в обводнившуюся часть призабойной зоны пласта поступают углеводороды из насыщенной углеводородами необводнившейся части пласта, порода насыщается гидрофобным - углеводородным - материалом, объем и качество которого затем изменяют в процессе последующей закачки в эту часть призабойной зоны пласта гидрофобной смеси, получаемой в смесительном устройстве.

Использование предложенного способа дает следующие преимущества:

- обеспечивается управление водоизоляционными свойствами обводнившейся части продуктивного пласта без отключения его установкой цементного моста и ухудшения продуктивной характеристики насыщенной углеводородами необводнившейся части призабойной зоны;

- обеспечивается возможность проведения повторных водоизоляционных обработок скважин без глушения необводнившегося интервала продуктивного пласта гидрофобной смесью;

- продляется период работы скважины до достижения заданной предельной обводненности добываемой продукции;

- снижаются затраты на ремонтные водоизоляционные работы.

1. Способ добычи углеводородов из обводняющегося пласта, включающий использование скважины и спущенной в нее колонны лифтовых труб, закачку в продуктивный пласт жидкостной или жидкостно-газовой смеси, приготовленной с применением смесительного устройства, выкид которого сообщен с колонной лифтовых труб, а камеры низкого и высокого давления - с источниками газа и/или жидкости, отличающийся тем, что закачку жидкостной или жидкостно-газовой смеси осуществляют в обводнившийся интервал продуктивного пласта периодически, причем на забое скважины в кольцевом пространстве между лифтовыми трубами и обсадной колонной в интервале и выше обводнившейся части продуктивного пласта устанавливают не менее двух пакеров, кольцевое пространство в интервале установки пакеров заполняют неньютоновской жидкостью, в колонне лифтовых труб устанавливают два циркуляционных клапана: один - в пределах обводнившегося интервала пласта, а второй - выше верхнего пакера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед закачкой в обводнившийся интервал продуктивного пласта жидкостной или жидкостно-газовой смеси, из этого интервала осуществляют отбор продукции до появления в ее составе углеводородов.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что отбор продукции из обводнившегося интервала перед закачкой в скважину жидкостной или жидкостно-газовой смеси осуществляют при максимально допустимом понижении давления в призабойной зоне пласта до стабилизации соотношения объемов отбираемых углеводородов и воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в закачиваемую в обводнившийся интервал жидкостную или жидкостно-газовую смесь вводят эмульгатор, обеспечивающий ее дополнительную гидрофобизацию.

5. Способ п.2, отличающийся тем, что при проведении водоизоляционных работ в газовой скважине перед отбором продукции из обводнившегося интервала производят закачку в газонасыщенный интервал порцию жидких углеводородов.